Коммерциялық емес акционерлі қоғам
жүктеу/скачать 11,21 Mb.
|
1 2
|
Ғ. Дәукеев атындығы Алматы энергетика және байланыс университеті Коммерциялық емес акционерлі қоғам Автоматтандыру және басқару кафедрасы Есептеу-графикалық жұмыс №2 Пәні: «Ақпаратты жинау және тасымалдау негіздері» Тақырыбы: Амплитудалық модуляцияны қолдана отырып, сигналдарды қабылдау-беру трактінің жұмысын модельдеу Мамандығы: 6B07125- Биотехнические и медицинские системы и аппараты Орындаған: Жұмабек Азат Тобы: БТМСак 22-1 Нұсқа: 2 Қабылдаған: Сағындыкова Ш.Н. ____________ ________________ «___» ___________2023 ж. (бағасы) (қолы) Алматы 2023 Цели работы: Освоение методики моделирования устройств передачи и приема с амплитудной модуляцией (АМ) с помощью виртуальных приборов. Изучение принципов построения модуляторов и демодулято- ров АМ-сигналов. Приобретение экспериментальных навыков исследования функционирования АМ-передатчика и АМ-приемника. Задания Задание № 1. Создать виртуальный прибор, выделить полезный сигнал низкой частоты из генерируемого амплитудно-модулируемого сигнала с несущей частотой 20 кГц. Предусмотреть элементы управления АМ-передатчика для ре- гулировки амплитуды и частоты модулирующего сигнала, амплитуды несущего сигнала. Интерфейс АМ-приемника должен иметь графический индика- тор для отображения демодулированного сигнала и цифрового инди- катора для индикации значения частоты демодулированного сигнала. Задание № 2. Обеспечить подключение двух оконечных устройств к выходу АМ-приемника, реализованного в задании № 1. Технические характеристики оконечного устройства № 1 требуют подачи на его вход двухполярного сигнала, а оконечного устройства № 2 – двухполярного сигнала, усиленного относительно выходного напряжения АМ-приемника в заданное количество раз. Дополнить имеющийся ВП возможностью контроля формы и параметров сигна- лов, поступающих на вход оконечных устройств. Исходные данные приведены в прил. 2. Порядок выполнения задания Создать лицевую панель виртуального прибора. На рис. 16 приведен пример возможной лицевой панели ВП. Приветствуется разработка студентом собственной версии интерфейса лицевой пане- ли ВП. Для установки параметров модулирующего сигнала интерфейс лицевой панели АМ-передатчика содержит два регулятора Knob или Dial из палитры Numeriс любой из групп Modern, Silver, Classic или Express. Скриншот-1 В поле наименования одного из регуляторов ввести текст: «Амплитуда модулирующего сигнала, В». Наименование второго регулятора: «Частота модулирующего сигнала, Гц». Скриншот-2 Скриншот-3 Установить заданные согласно заданному варианту максимальные значения напряжения и частоты в последнюю оцифрованную отметку шкалы соответствующего регулятора. Имеется второй способ установки максимального значения регулировки – открыть правой кнопкой мыши окно свойств Properties, затем необходимо перейти на закладку Scale и в поле Maximum выбрать требуемое значение вместо установленного по умолчанию. Скриншот-4 Для удобства пользования интерфейсом ВП включить отображение выставленных регуляторами значений амплитуды и частоты в цифровой форме. Для этого нажать правую кнопку мыши на регуляторе и выбрать опцию Visible Items – Digital Display. Скриншот-5 Скриншот-6 Установить на лицевую панель индикаторы для отображения графической и числовой информации. Скриншот-7 Для отображения графика модулированного по амплитуде сигнала на лицевой панели предусмотрен графический индикатор (Controls – Modern – Graph – Waveform Graph). Скриншот-8 При тестировании работоспособности ВП может возникнуть необходимость измерения параметров модулированного сигнала, пользуясь графиком на индикаторе. С этой целью включить панель для отображения координат курсора на графике графического индикатора Visible Items – Cursor Legend. Правой кнопкой мыши включить окно свойств индикатора Properties, на вкладке Cursor создать один курсор, нажав кнопку Add. Скриншот-9 Скриншот-10 Скриншот-11 Правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню графического индикатора Waveform Graph и убедиться, что включена опция Ignore Time Stamp – для настройки использования абсолютной временной метки на индикаторе; включена опция автомасштабирования оси Y AutoScale Y; Скриншот-12 Предусмотреть числовой индикатор (Numeric – Numeric Indicator), предназначенный для вывода на экран значения коэффициента модуляции, вычисленного программой. Создать блок-диаграмму ВП, реализующую выполнение по- ставленной задачи. На рис. 17 приведен пример возможной блок- диаграммы ВП. Для организации непрерывного режима работы ВП устано- вить на блок-диаграмму цикл с предусловием (Functions – Pro- gramming – Structures – While Loop). Скриншот-13 Установить опцию Stop if True на терминале выхода из цикла (обычно это значение по умолчанию) для того, чтобы ВП работал до тех пор, пока не будет нажата кнопка STOP. Скриншот-14 В качестве симулятора модулирующего сигнала низкой ча- стоты синусоидальной формы используется источник сигнала (Functions – Express – Input – Simulate Signal). Движением «вниз» левой кнопкой мыши сделать видимыми входы Amplitude и Frequency источника сигналов Simulate Signal. Скриншот-15 Скриншот-16 Для создания модулирующего сигнала ко входу Amplitude ис- точника сигналов подключить числовую константу (Functions – Pro- gramming – Numeric – Numeric Constant) со значением 1. Скриншот-17 Скриншот-18 Вход Frequency источника сигналов Simulate Signal подключа- ется к выходу регулятора частоты модулирующего сигнала. Скриншот-19 Щелкнуть два раза левой кнопкой мыши по иконке источника сигналов для вызова окна его свойств. Настроить параметры источ- ник сигнала в соответствии с рис. 18. Скриншот-20 В поле вида выходного сигнала Signal type установить синусо- идальный Sine. При установке параметров сигнала следует обратить особое внимание на временные характеристики источника сигналов. В среде LabView все аналоговые (непрерывные) сигналы синтезируются из цифровых сэмплов с определенной частотой. Чем выше частота пре- образования частоты дискретизации, тем достовернее будет сигнал на выходе. При этом частота дискретизации и частота синтезируемо- го сигнала связаны теоремой Найквиста, из которой следует, что спектр синтезируемого сигнала не будет содержать побочных состав- ляющих только в том случае, если частота дискретизации в два и бо- лее раза выше, чем частота наивысшей гармоники в спектре сигнала. В данной работе предлагается установить значение частоты дискре- тизации Samples per second (Hz) 200 000 Гц – в десять раз больше значения несущей частоты 20 кГц, значение общего количества от- счетов Number of samples 100 000 (использовать для всех вариантов). Симулятором сигнала несущей частоты является источник сигнала Simulate Signal2, настройки которого следующие: вид сигнала Signal type – синусоидальный sine; частота несущего сигнала Frequency – 20 000 Гц; частота дискретизации Samples per second (Hz) – 200 000; значение общего количества отсчетов Number of samples – 100 000. Подключить ко входу Amplitude источника сигналов Simulate Signal2 числовую константу со значением 1. Для вычисления значения коэффициента модуляции поме- стить на блок-диаграмму функцию деления (Functions – Program- ming – Numeric – Divide). Скриншот-21 Разместить элемент Формула (Functions – Express – Arithmetic & Comparison – Formula). С помощью данного элемента можно создавать аналитические выражения сигнала посредством формул, получая при этом различные сигналы на выходе этого эле- мента. Скриншот-22 Элемент Formula формирует модулируемый АМ-сигнал из двух сигналов, поступающих на входы Input1 и Input2. На вход In1 поступает низкочастотный модулирующий сигнала, а на вход In2 – высокочастотный несущий сигнал. На вход In3 поступает значение коэффициента модуляции. Выходной АМ-сигнал элемента Formula формируется в соот- ветствии с (1 + In3*In1)*In2 (рис. 19). Скриншот-23 Скриншот-24 Скриншот-25 Выход Result элемента Formula является выходом АМ-пере- датчика и выходной АМ-сигнал подается на графический индикатор. Скриншот-26 Размесить на блок-диаграмме элемент умножения (Func- tions – Programming – Numeric – Multiply), который является пер- вым компонентом АМ-приемника. Скриншот-27 В данной схеме элемент умножения Multiply выполняет функ- цию синхронного АМ-детектора. В настоящее время в качестве ам- плитудных детекторов обычно используются синхронные детекторы. Основным узлом синхронного детектора является аналоговый умно- житель (смеситель частот). Смеситель – это устройство преобразова- ния частоты, которое, имея на входе два сигнала, формирует на вы- ходе сигнал с частотой, строго зависящей от частот входных сигналов. Для того, чтобы умножитель осуществил перенос спектра сиг- нала промежуточной частоты на нулевую частоту (осуществил ам- плитудную демодуляцию сигнала), нужно на второй вход аналогово- го умножителя подать напряжение промежуточной частоты с фазой, совпадающей с фазой принимаемого сигнала. Необходимо, чтобы сигнал, поступающий на один из входов умножителя, имел постоян- ную амплитуду. Только в этом случае сигнал на выходе схемы будет пропорционален амплитуде входного сигнала. В рассматриваемой схеме на один из входов смесителя поступа- ет модулированный сигнал с АМ-передатчика, а на другой вход – вы- сокочастотное напряжение гетеродина с постоянной амплитудой и частотой fг. В качестве симулятора гетеродина используется источник сигналов Simulate Signal 3. На выходе этого элемента образуются две составляющие: одна с удвоенной частотой несущей (40 кГц), а вторая будет представлять собой модулирующий низкочастотный сигнал. Настроить параметры источника сигналов Simulate Signal 3: частоту гетеродина fг Frequency (Hz) установить равной ча- стоте несущей передающего тракта (20 кГц); вид сигнала Signal type – синусоидальный sine; амплитуда сигнала Amplitude – подбирается эксперименталь- но с учетом того, что напряжение гетеродина должно существенно превышать напряжение сигнала, например, в 10 раз; частота дискретизации Samples per second – 200 000 Гц; значение общего количества отсчетов Number of samples – 100 000. Скриншот-28 Для выделения демодулированного низкочастотного сигна- ла установить фильтр нижних частот (Functions – Express – Signal Analysis – Filter). Для создания фильтра нижних частот в поле выбора типа филь- тра Filtering Type выбрать Lowpass. Частоту среза фильтра Cutoff Frequency (Hz) необходимо уста- новить выше максимально возможной частоты модулирующего сиг- нала, например, на 50 Гц. жүктеу/скачать 11,21 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2